沿江平原稻麦轮作系统维持钾素平衡和作物高产的钾肥运筹研究

在安徽沿江平原的稻麦轮作试验结果表明,施用钾肥可明显增加稻麦产量,但过多施用钾肥,产量呈现下降;除最高施钾处理外,水稻的钾肥效率也随施钾量的增加而提高,小麦则呈现相反的趋势。稻麦施钾收益差异与钾肥效率变化趋势一致;水稻和小麦地上部钾吸收量随着施钾量的增加,也呈上升趋势。水稻和小麦各处理籽粒氮、磷吸收量均高于秸秆,而秸秆钾吸收量明显高于籽粒;随着钾肥投入的增加,水稻和小麦钾吸收量也明显呈上升趋势,水稻收获后各处理钾素均出现亏缺,但随着施钾量的提高,钾素亏缺程度减轻;小麦施钾(K2O)117 kg/hm2以上时,农田钾素出现相应盈余。水稻或稻麦合计,钾肥利用率均随着施钾量增多呈明显下降趋势。从保证稻麦高产高效,维持土壤钾素肥力考虑,水稻施钾(K2O)156 kg/hm2、小麦施钾117 kg/hm2可作为类似生产条件农区的钾肥推荐用量。     

双季稻最佳磷肥和钾肥用量与密度组合研究

【目的】为明确磷肥、钾肥用量和移栽密度对双季稻的施用效果,在田间试验条件下研究了不同磷肥用量、钾肥用量和移栽密度组合对江西双季稻产量、产量构成要素及磷肥和钾肥利用率的影响。【方法】本研究采用裂区试验设计研究了不同施磷量和移栽密度、不同施钾量和移栽密度对双季稻产量、磷肥和钾肥利用率的影响。磷肥用量和移栽密度试验中,设4个施磷水平(P2O5 0、60、90、120 kg/hm2,以P0、P60、P90和P120表示)和4种移栽密度(21×104、27×104、33×104、39×104 穴/hm2,以D21、D27、D33和D39表示)组合。钾肥用量和移栽密度试验中,设4个施钾水平(K2O 0、90、120、150 kg/hm2,以K0、K90、K120和K150表示),密度设置同磷肥试验。在水稻成熟期对产量以及产量构成要素进行测定,并分析其磷素和钾素的吸收量和利用率等指标。【结果】磷肥与密度试验中,同一施磷水平下,早稻产量和地上部磷素吸收量随着移栽密度的增加而增加,当施磷量超过60 kg/hm2时,产量和磷素吸收量不再随密度增加而显著增加,磷素吸收利用率(REP)、磷素农学效率(AEP)和磷素偏生产力(PFPP)逐步降低,以P60D39处理组合的产量和磷素吸收利用率最高,分别为5303.9 kg/hm2和24.4%,AEP为29.4 kg/kg; 晚稻则以施磷量在60 kg/hm2和33×104 穴/hm2密度组合的产量和磷素吸收利用率最高,分别为7246.9 kg/hm2和42.4%,AEP为36.2 kg/kg。钾肥与密度试验中,早稻的钾素吸收量随着施钾量的增加而增加,施钾量在120 kg/hm2和39×104 穴/hm2密度组合的处理产量和钾素吸收利用率(REK)最高,分别为6376.3 kg/hm2和67.2%,此时钾素农学效率(AEK)为15.6 kg/kg; 晚稻则以施钾量在90 kg/hm2和33×104 穴/hm2密度组合的处理产量和REK最佳,分别为7025.6 kg/hm2和74.0%,AEK为21.7 kg/kg。【结论】合理的磷肥、钾肥用量和移栽密度可以显著增加水稻单位面积有效穗数和养分累积量,进而增加水稻产量和肥料利用率,但过高的磷肥和钾肥施用会抑制产量的进一步增加。建议本研究区域的早稻采用施磷量在60 kg/hm2、施钾量120 kg/hm2和39×104穴/hm2的密度组合,而晚稻采用施磷量60 kg/hm2、施钾量90 kg/hm2和33×104 穴/hm2的密度组合。     

磷肥施用量和方式对辣椒产量及磷素吸收利用的影响

【目的】蔬菜生产中普遍存在磷肥投入量高、利用效率低、环境风险大等突出问题,亟需研究磷素高效利用的施肥方法。【方法】在西南典型红壤上开展两年田间试验,供试作物为辣椒(Capsicum annuum L.)。试验设6个磷肥施用量和施用方式处理,分别为不施磷对照(CK)、撒施P₂O₅ 300 kg/hm² (B300)、撒施P₂O₅150 kg/hm² (B150)、撒施P₂O₅ 100 kg/hm² (B100)、穴施P₂O₅ 100 kg/hm² (I100)、氮磷配合穴施P₂O₅ 100 kg/hm²(L100)。在辣椒成熟期测定产量、生物量、磷含量等指标,计算磷肥回收率、土壤磷素表观盈余、磷指数、经济效益等综合指标。【结果】辣椒产量两年趋势一致,5个施磷处理辣...     

钾肥用量对麦棉两熟制作物产量和钾肥利用率的影响

【目的】本试验旨在明确施钾量对麦棉两熟制作物产量和钾肥利用率的影响,确定周年两季作物最高产量与经济最佳钾肥施用量,为黄淮海平原麦棉两熟制地区合理施用钾肥提供依据。【方法】试验于2008 2009年分别在黄淮海平原黄淮亚区的商丘市和黄海亚区的内黄县进行,采用麦棉两季田间定位试验,两季施钾总量设置5个水平(K2O 0、105、210、315、420 kg/hm2),其中小麦和棉花的单季施钾量各占总量的50%(即K2O 0、52.5、105、157.5、210 kg/hm2),各处理氮肥和磷肥施用量一致。分析不同施钾量的麦、棉产量及构成因素、两季产值与效益及钾肥利用率的差异;建立麦、棉钾肥效应方程,计算麦、棉两季最高产量及经济最佳施钾量。【结果】1)与对照(K2O 0 kg/hm2)相比,商丘市和内黄县试验点4个施钾处理的小麦子粒产量显著提高,分别增产6.6%9.8%和7.2%8.9%,以施钾105 kg/hm2的产量最高,但4个施钾处理间产量差异不显著;施钾可显著提高小麦穗粒数和千粒重;施钾对小麦有效穗数无显著影响;商丘和内黄试点小麦经济最佳施钾量分别为75.7 kg/hm2和63.9 kg/hm2,最高产量施钾量分别为143.2 kg/hm2和111.6 kg/hm2。2)与对照(K2O 0 kg/hm2)相比,商丘和内黄试验点4个施钾处理的棉花分别增产42.3%52.5%和10.9%15.6%,以施K2O 105 kg/hm2的产量最高,4个施钾处理间产量差异不显著;施钾可显著提高棉花单株成铃数和铃重,对衣分无显著影响。商丘和内黄试点棉花经济最佳施钾量分别为106.9 kg/hm2和111.3 kg/hm2,最高产量施钾量分别为113.2 kg/hm2和138.0 kg/hm2。3)施钾可显著提高麦棉两季总产值和效益,均以两季施钾210 kg/hm2的总产值和效益最高,但4个施钾处理间差异不显著。在一定施钾量范围内,小麦和棉花的氮、磷、钾养分积累量随施钾量的提高而增加,但施钾量超过这一范围后氮、磷、钾养分的积累量趋于稳定。商丘试点小麦钾肥利用率随施钾量的增加而降低;内黄试点小麦钾肥利用率以施钾量105 kg/hm2最高,超过此量随施钾量的增加而降低。小麦、棉花的钾肥偏生产力、农学利用率均随施钾量的增加而降低。麦棉两季钾肥利用率随施钾量的增加而降低。【结论】本试验条件下,在一定施钾量范围内(麦棉两季0 210 kg/hm2),小麦和棉花产量均随施钾量的增加而提高,但超过这一范围产量出现下降或趋于稳定;两熟制小麦和棉花施钾增产的主要原因是提高了小麦穗粒数和千粒重及棉花单株成铃数和铃重;增施钾肥有利于提高小麦和棉花产量,但却降低了钾肥利用率。     

基于旱地小麦高产优质的氮肥用量优化

  【目的】  探讨长期定位施氮条件下小麦产量与籽粒养分含量的变化,及土壤硝态氮、有效磷和速效钾的变化,为旱地小麦合理施用氮肥,保持土壤肥力,提高产量和改善品质提供理论依据。  【方法】  本研究基于2004年在黄土高原开始的长期定位施肥试验,2015—2017连续3年取样,研究了施氮量对土壤硝态氮、有效磷、速效钾含量,小麦氮磷钾素吸收利用,籽粒氮、磷、钾含量,地上部生物量、籽粒产量及其构成的影响。  【结果】  与不施氮相比,长期施氮小麦平均增产67.1%,生物量提高52.0%,收获指数提高9.5%;穗数和穗粒数平均分别提高32.5%和40.0%,千粒重下降7.1%。施氮量与产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6587 kg/hm2的施氮量为N 215 kg/hm2。籽粒氮含量随施氮量增加而增加,磷含量降低,钾含量变化较小。土壤硝态氮含量与施氮量呈显著正相关,小麦获得最高产量时播前和成熟期硝态氮含量分别为7.2和10.3 mg/kg;有效磷含量随施氮量增加而降低,速效钾含量变化较小。氮收获指数、生理效率、偏生产力、农学效率均随施氮量增加而降低。  【结论】  综合考虑小麦的籽粒产量和籽粒关键养分含量,研究区域旱地冬小麦产量目标应为6300 kg/hm2,施氮量为N 150 kg/hm2、施磷量为P₂O₅ 100 kg/hm2,播前或收获期表层 (0—20 cm) 土壤硝态氮保持在6.0～8.0 mg/kg、土壤有效磷12.0～15.0 mg/kg、土壤速效钾139～140 mg/kg。     

追氮时期和施钾量对小麦氮素吸收运转的调控

【目的】氮肥追施时期和钾肥用量是影响小麦高产高效的重要因素,研究这两个营养元素的相交效应,为小麦的合理施肥提供理论依据。【方法】以强筋小麦‘济麦20’为供试品种,设置盆栽试验。同位素示踪技术进行研究。氮肥用15N标记,追施氮肥时期设返青期和拔节期两个施肥时期。施钾量设K2O 0(K0)、50(K1)、100 kg/hm2(K2)三个水平。于开花期采集全株样本,成熟期将植株分为籽粒和植株两部分,分析氮素含量,计算氮素吸收、分配以及氮素利用率。【结果】虽然追氮时期和施钾量互作对‘济麦20’籽粒蛋白质含量的影响未达到显著水平,但钾肥对小麦氮素吸收、运转及分配的影响因追氮时期不同而有所差异。不施钾(K0)返青期追氮处理,小麦植株氮素积累量、氮素转移量及贡献率均达到最高; 在施用K2O 50 kg/hm2处理(K1)下,拔节期追施氮肥能有效提高小麦开花期植株氮素积累量、成熟期植株和籽粒来自土壤的氮积累量、氮素转移量及贡献率,并最终显著提高产量。由此,提高了小麦氮素积累量、转移量、籽粒产量、氮肥生产效率及收获指数,在施用钾肥100 kg/hm2(K2)条件下,两个追氮时期处理均不利于‘济麦20’氮素利用效率及籽粒产量的提高。【结论】本试验条件下,在K2O 50 kg/hm2施用量、拔节期追施氮肥条件下更有利于强筋小麦‘济麦20’对氮素的吸收、利用和高产的形成。     

长期秸秆还田下基于东北水稻高产和钾素平衡的钾肥用量研究

  【目的】  通过5年定位试验,系统研究东北稻区秸秆还田条件下不同钾肥用量对水稻产量、钾素利用率和土壤供钾能力的影响,为秸秆还田下水稻钾肥合理施用提供科学依据。  【方法】  于2015—2019年在东北水稻主产区吉林省前郭县开展田间定位试验。共设6个钾肥用量 (K₂O) 处理,分别为0 (K0)、30 (K30)、60 (K60)、90 (K90)、120 (K120) 和150 kg/hm2 (K150),水稻收获后,测定籽粒产量与生物产量、植株钾含量及0—20和20—40 cm土层土壤速效钾、缓效钾和全钾含量,并计算作物钾积累量、钾素利用效率和土壤-作物系统的钾素表观平衡状况。  【结果】  施钾可提高水稻籽粒产量和生物产量,与不施钾相比,平均增幅依次为7.6%～14.5%、6.3%～10.9%,以K60和K90处理籽粒产量和生物产量最高。不同施钾处理间收获指数没有显著差异。钾素表观回收率、农学利用率和偏生产力均随钾肥用量的增加而下降。K60、K90、K120和K150处理0—40 cm土壤速效钾和缓效钾含量高于K0和K30处理,全钾含量6个处理间没有显著差异。K90、K120和K150处理0—40 cm土壤速效钾和缓效钾含量间也没有显著差异。在5年试验中,K0和K30处理土壤钾素表观平衡均表现为亏缺,K60处理农田钾素投入量和输出量基本平衡,当钾肥用量增加至90 kg/hm2以上,农田钾素表观平衡呈现盈余状态,并随钾肥用量的增加显著增加。盈余率与钾肥用量、籽粒产量、土壤速效钾含量、钾素利用效率分别进行拟合得出,当盈余率为0时,钾肥用量为53.1 kg/hm2,籽粒产量为10035 kg/hm2,0—20和20—40 cm土壤速效钾含量分别为103.04和91.56 mg/kg,钾素表观回收率为40.4%,钾素农学利用率为21.2 kg/kg,钾素偏生产力为202.2 kg/kg。  【结论】  在秸秆还田条件下,施用钾肥对水稻依然有明显增产效果。年施K₂O 30 kg/hm2,土壤钾素处于亏缺状态;年施K₂O 60 kg/hm2增产效果最好,且土壤钾素处于基本平衡状态,土壤速效钾和缓效钾含量处于稳定状态;年施K₂O超过90 kg/hm2后,虽然钾盈余量增加,但对土壤速效钾和缓效钾含量没有进一步增加的效果,水稻产量甚至还有下降的趋势。以理论盈余率为0时钾肥用量的95%为置信区间,钾肥用量在50～56 kg/hm2范围内既可保证较高的水稻产量和钾素利用效率,又可维持土壤供钾能力,可作为东北稻区秸秆还田下水稻钾肥推荐用量。     

氮磷钾配方施肥提高林下七叶一枝花产量和重楼皂苷含量

【目的】研究氮、磷、钾不同组合用量对林下栽培七叶一枝花产量及重楼皂苷含量的影响,为七叶一枝花人工栽培合理施肥提供参考。【方法】采用“3414”试验设计,利用福建南平杉竹混交林下4年生七叶一枝花(Paris polyphylla Smith var.chinensis (Franch.) Hara)进行田间试验,将氮、磷、钾肥当地适宜水平定为“2”,分别为N 270 kg/hm²、P₂O₅ 375 kg/hm²、K₂O 300 kg/hm²,不足“1”和过量“3”水平分别为适宜水平的0.5、1.5倍。在七叶一枝花收获时期,测定其植株形态、根茎产量、4种重楼皂苷含量等指标,并计算生产效益。【结果】氮、磷、钾肥用量均显著影响七叶一枝花的植株形态、根茎产量和重楼皂苷含量,对七叶一枝花根茎产量的提升率分别为59.75%、27.54%、63.15%,以钾肥的贡献率最高,其次为氮肥,磷肥较低。N1水平下,增加磷、钾水平显著降低七叶一枝花的株高、茎粗和叶长,N3水平七叶一...     

施磷量与小麦产量的关系及其对土壤、气候因素的响应

【目的】分析在有效磷含量不同的土壤中磷肥施用量对小麦籽粒产量的影响,探明在保证小麦高产的前提下,不同有效磷含量土壤中施磷量与小麦籽粒产量之间的关系,为小麦生产中合理施用磷肥、改善农田生态环境提供理论依据。【方法】本研究根据1990—2017年间已公开发表的有关中国磷肥田间试验的文献,建立土壤有效磷、施磷量和小麦籽粒产量的数据库。采用数据整合分析方法(Meta-analysis),研究在3个土壤有效磷梯度(< 10、10～20、> 20 mg/kg)下,不同施磷(P₂O₅)量(< 60、60～90、90～120、120～150、> 150 kg/hm2)对小麦籽粒产量的影响,分析施磷量与小麦籽粒产量之间的关系及其对环境因素的响应。【结果】1)除在有效磷 > 20 mg/kg的土壤上施用P₂O₅ > 90 kg/hm2的高量磷肥外,在其它有效磷含量土壤上施用磷肥对小麦籽粒产量的提高均具有正影响。具体表现为:在有效磷 < 10 mg/kg的土壤上,小麦籽粒产量随施磷量的升高而呈直线上升趋势,其中施P₂O₅ > 150 kg/hm2的磷肥对小麦的增产作用最强(36.6%);在有效磷含量为10～20 mg/kg的土壤上,90～120 kg/hm2的P₂O₅施用量对小麦的增产作用最强(25.8%);在有效磷含量 > 20 mg/kg的土壤上,小麦籽粒产量与施磷量的关系符合米歇里西方程,即小麦籽粒产量随施磷量先增加后达到平衡,且磷肥施用对小麦的有效增产作用相对较弱(< 8%)。2)在不同的环境因素下磷肥施用对小麦籽粒产量的提高均为正影响。具体表现为:在不同的气候类型条件下,亚热带季风气候条件下施用磷肥对小麦籽粒产量的提高幅度为19.4%,高于亚热带季风气候区(10.7%);在不同土壤类型条件下,黑垆土中磷肥施用对小麦籽粒产量的提高幅度为34.4%,显著高于黄棕壤(10.3%)、棕壤(9.2%)和褐土(15.6%);在不同小麦种植区中,春小麦区中磷肥施用对小麦籽粒产量的提升幅度为32.9%,显著高于北方冬小麦区(13.9%)和南冬小麦区(10.8%)。【结论】在试验前初始有效磷含量不同的土壤中,磷肥施用量对小麦籽粒产量的影响程度不尽相同,其中在亚热带季风气候、黑垆土、春小麦区条件下施磷的增产作用较强。因此,在小麦生产过程中施用磷肥时应充分考虑当地的土壤有效磷含量,适量施肥,减少磷素浪费,保护农业生态环境。     

小麦玉米轮作体系农田土壤有机氮组分对施氮量的响应

【目的】土壤有机氮组成和有效性影响土壤肥力的高低。研究不同施氮量下土壤有机氮组分含量的变化规律,及其与冬小麦氮素吸收之间的关系,为科学开展氮肥减施提供理论依据。【方法】冬小麦–夏玉米轮作田间试验在河南温县进行,试验历经3季冬小麦和两季夏玉米。小麦设置5个施氮(N)量处理：300 kg/hm²(N300)、225 kg/hm² (N225)、195 kg/hm² (N195)、165 kg/hm² (N165)、0 kg/hm² (N0),从第2季冬小麦开始,调查冬小麦产量和吸氮量,小麦播种前和收获后测定0—20 cm土层土壤全氮、有机氮组分含量。【结果】实现冬小麦稳产的最低施氮量为165 kg/hm²,满足冬小麦对氮素需求的最低施氮量为195 kg/hm²。酸解氮(TNex)是土壤中主要的有机氮组分,占全氮的59.06%～92.26%。随着试验时间的延长,N165和N195处理降低了TNex在有机氮中的比例,而N0、N225和N300...     

北方麦区土壤有效磷阈值及小麦产量、籽粒氮磷钾含量对监控施肥的响应

  【目的】  分析我国北方麦区不同土壤有效磷水平下,监控施肥后小麦籽粒产量与养分吸收利用变化,为保证减施磷肥后小麦的丰产、优质、绿色生产提供理论依据。  【方法】  于2018—2020年在我国北方麦区49个地点进行了田间试验。所有试验均设农户施肥(FF)、监控施肥(RF)和监控无磷(RF-P) 3个处理,监控施肥的磷(P₂O₅)肥用量较农户施肥平均减少60 kg/hm2,相当于减少了46%。在小麦成熟期调查了土壤不同磷素水平下,小麦产量、产量构成、籽粒氮磷钾含量,并计算了磷素养分吸收利用率;在小麦收获期,采样测定土壤有效氮磷钾含量。  【结果】  当土壤有效磷<15 mg/kg时,小麦产量最低,为5155 kg/hm2;当土壤有效磷在25～30 mg/kg时,产量达到最高,为7217 kg/hm2;有效磷过高并不能持续提高小麦产量,反而因穗数、千粒重低导致产量降低。土壤有效磷<15、15～20、20～25、25～30和>30 mg/kg时,监控施肥处理小麦产量与农户施肥处理相比差异虽然未达显著水平,但小麦的磷肥吸收效率与磷肥偏生产力平均分别为1.03和104.7 kg/kg,分别较农户处理显著提高了119.6%和112.2%,籽粒氮磷钾含量与农户施肥处理相比无显著差异。当土壤有效磷<15 mg/kg,或速效钾达171和200 mg/kg、有效磷为15～20和>30 mg/kg时,不施磷肥小麦显著减产;但土壤速效钾为147和158 mg/kg、有效磷在20～25和25～30 mg/kg时,不施磷肥不减产。土壤有效磷含量越高,小麦籽粒平均氮含量越低、磷含量越高,籽粒平均钾含量在有效磷为20～25 mg/kg时达到最高。  【结论】  在北方麦区,过高的土壤有效磷含量有降低小麦氮素营养的风险,适当降低磷肥用量在保证产量的同时,还可大幅提高磷肥的利用率。土壤有效磷维持在20～30 mg/kg时,减施或不施磷肥依然可以实现小麦高产,但若速效钾>170 mg/kg时不施磷肥小麦有减产风险。因此,应基于对小麦目标产量、籽粒养分含量和土壤有效磷钾的监控,确定合理的磷肥用量,实现北方麦区化肥减施,小麦稳产提质增效和绿色生产。     

钾肥减施对稻麦轮作区作物产量和品质的影响

[目的]巢湖流域稻麦轮作区农田钾肥施用严重过量的农户比例高达70％,探究钾肥减量施用对水稻和小麦籽粒产量和营养品质的影响,以实现钾肥科学施用.[方法]2017—2019年,在安徽农业大学皖中试验站开展田间试验研究,试验设置不施钾肥(CK)、农户模式(K1,K2O 90 kg/hm2)以及在农户模式基础上减钾10％(K2...     

长期施钾对双季玉米钾素吸收利用和土壤钾素平衡的影响

  【目的】  玉米 (Zea mays L.) 生产需要投入大量的钾素营养。研究长期大量投入钾素对玉米钾素吸收利用以及土壤钾素平衡的影响,旨在保障该地区双季玉米的高产高效和土壤钾库平衡。  【方法】  红壤钾肥长期定位试验位于江西省进贤县,始于1986年,种植制度为一年两季玉米。试验处理包括不施肥对照 (CK),氮磷化肥 处理(NP),氮磷钾化肥处理(NPK),2倍量的氮磷钾化肥处理 (DNPK),氮磷钾化肥+有机肥处理 (NPKM) 和单施有机肥处理 (OM)。每季收获后,调查分析玉米产量和钾素含量,以及耕层土壤有效钾含量,计算玉米钾素吸收量、钾肥利用率、钾肥收获指数、钾肥农学效率和土壤钾素表观平衡;并以每10年为一个阶段,分析玉米产量、钾素吸收利用等指标及耕层土壤速效钾含量、钾素表观平衡等的变化规律。  【结果】  在试验的33年（1986—2018）间,NPK、DNPK、NPKM和OM处理的玉米年均产量和年均吸钾量均显著高于NP处理。在试验的第一个10年 (1986—1995年) 间,各钾肥处理间玉米产量和吸钾量无显著差异;而在第3个10年 (2006—2015) 和后3年 (2016—2018年) 间,NPKM处理的玉米年产量和年吸钾量分别比NPK处理提高了129.9%～246.7%和55.2%～62.1%。33年玉米的年均钾肥利用率以OM处理最高,而DNPK处理显著低于其他处理。在2006—2015和2016—2018年,NPKM处理的钾肥利用率显著高于DNPK处理,在2016—2018年间分别比NPK和DNPK处理显著增加了56.0%和119.2%。与NPK处理相比,1996—2005、2006—2015和2016—2018年间NPKM处理的年钾肥收获指数分别提高了61.6%、53.5%和35.8%,年钾肥农学效率分别增加了23.3%、227.8%和445.5%。除了1986—1995年间OM处理土壤钾素为亏缺外,其他施钾处理的土壤钾素均为盈余,NPKM处理的钾盈余量比NPK处理增加了53.2%～211.6%。钾素盈余量与耕层土壤速效钾含量显著相关 (P < 0.001),钾素盈余量每增加1 kg/hm2,2016—2018年间耕层土壤速效钾含量增加2.60 mg/kg,明显高于1996—2005和2006—2015年的1.40和1.18 mg/kg。  【结论】  除前10年的单施有机肥处理外,其他施用钾肥处理在试验期间土壤钾素均处于盈余状态,钾肥施用量和钾肥来源对玉米钾素的吸收量没有显著影响。试验20年之后,有机无机肥配施对玉米产量、吸钾量和钾肥利用率的提升优势逐渐凸显。同时,长期施用钾肥导致的钾素盈余量增加会进一步提升耕层土壤速效钾含量,且随着试验年限的延长,钾素盈余量对耕层土壤速效钾的提升作用逐渐增加。     

近14年北方冬小麦肥料产量效应变化及优化施肥方案

  【目的】  通过分析近14年来北方冬小麦肥料产量效应的多点试验数据,明确北方冬小麦产量变化特征及肥料产量效应,为该区冬小麦养分管理和合理施肥提供科学依据。  【方法】  通过我国北方冬小麦区2002—2016年96个定位监测试验,研究小麦地力产量和肥料农学效率变化趋势;通过120个田间肥料效应的检验试验,研究不同时段和不同施肥水平时氮、磷、钾在冬小麦上的产量效应;以肥料农学效率变化和施肥产量效应为依据,通过24个田间试验对习惯施用的复合肥配方进行田间校验,提出相应的节肥增效建议。  【结果】  1) 2002—2016年间,北方冬小麦区的土壤供肥能力呈逐渐增加的趋势,其平均地力产量自2002年的4721 kg/hm2增加到2016年的5828 kg/hm2,年均增加1.6%。施肥能显著增加小麦产量,但施肥增产率从2005年后呈下降趋势,由2005年的30.9%下降至2016年的20.2%。2) 2002—2016年,肥料的农学效率呈下降趋势,由2002年的9.0 kg/kg下降至2010年的6.7 kg/kg,2010年后维持在6.3～6.7 kg/kg。3) 基于不同时段氮、磷、钾在冬小麦上的产量效应函数计算出经济施肥量,其中2002—2006年间,最高产量的N、P₂O₅、K₂O施用量分别为180.5、107.4、55.9 kg/hm2;经济最佳用量分别为167.8、102.5、53.7 kg/hm2;经济合理用量 (R = 0.1) 分别为155.5、99.9、52.8 kg/hm2;2012—2016年间,最高产量的N、P₂O₅、K₂O施用量分别为184.3、125.1、52.4 kg/hm2;经济最佳用量分别为171.7、118.5、48.6 kg/hm2;经济合理用量分别为159.2、114.9、47.0 kg/hm2;优化复合肥N–P₂O₅–K₂O配方为16–20–8,比常规原配方减少氮磷钾总用量的12.0%。  【结论】  从2002年到2016年,北方冬小麦区土壤地力产量逐渐提高,虽然施肥仍有显著增产效果,但增产率和农学效率呈逐渐降低的趋势,2016年施肥增产率为20.2%,肥料农学效率维持在6.5 kg/kg。北方冬小麦N–P₂O₅–K₂O优化配方为16–20–8,推荐施肥方案为:基肥该配方肥600 kg/hm2,追施氮69 kg/hm2。     

秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留

  【目的】  研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。  【方法】  依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位培肥试验,选取不施肥对照 (CK)、常规氮磷钾化肥 (NPK)、秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾养分 (SOR) 3个处理。调查了2015—2020年度夏玉米、冬小麦及周年产量、生育期耗水量、水分利用效率;分析了2020年冬小麦收获期0—60 cm土层土壤养分含量,以及硝态氮在0—380 cm土层剖面的分布积累量。  【结果】  与2007年试验开始时相比,2020年CK处理0—20 cm土层土壤养分(除速效钾外)含量显著下降,而NPK和SOR处理不同程度地提高了土壤养分含量。与NPK处理相比,SOR处理0—60 cm土层土壤有机质含量显著提高了10.4%～16.4%,0—40 cm土层全氮含量显著提高了16.7%～20.0%,0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量分别显著提高了12.9%和15.4%。与NPK处理相比,SOR处理夏玉米产量在干旱年 (2015和2017年) 及5年平均分别显著提高了35.3%和10.1%,水分利用效率在干旱年、平水年 (2016年) 及5年均值分别显著提高了42.7%、12.3%和18.5%,周年产量和水分利用效率在干旱年分别显著提高了20.5%和23.5%;冬小麦产量在不同降水年型下均未显著降低,但水分利用效率在平水年 (2015—2016、2016—2017、2019—2020) 及5年均值较NPK处理分别显著降低了9.8%和7.9%。NPK处理的硝态氮总累积量为732 kg/hm2,其中68.2%积累在100—230 cm土层;SOR处理的硝态氮总累积量为833 kg/hm2,其中74.8%积累在80—200 cm土层。与NPK处理相比,SOR处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,在200—230、260—290、320—350和350—380 cm土层分别显著降低了54.9%、21.1%、25.0%、57.9%。  【结论】  无论降雨多寡,秸秆和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥均未降低冬小麦产量,但显著提高了干旱年夏玉米及周年产量及水分利用效率,并提高了0—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,提高了0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量,同时较常规氮磷钾处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,是旱作麦玉两熟区兼顾产量、效率和环境的施肥模式。     

东北春玉米滴灌施肥的适宜种植密度和施钾量研究

  【目的】  适宜的种植密度和施肥量是实现春玉米高产和高肥料利用效率的重要因素。研究东北半干旱区滴灌水肥一体化条件下种植密度和施钾量对春玉米产量、效益、养分转运及吸收利用的影响,为进一步挖掘东北玉米产量潜力提供科学依据。  【方法】  田间试验于2018—2019年在吉林省半干旱区乾安县赞字乡父字村进行,供试玉米品种为‘富民985’。试验采用完全区组设计,设置60000、75000、90000株/hm2 3个种植密度(分别记作D1、D2和D3)和0、60、90、120、150 kg/hm2 和5个施钾(K₂O)量(分别记作K0、K1、K2、K3和K4)。分析玉米氮磷钾积累、分配与转运特征及产量、效益和钾素利用率。  【结果】  同一施钾量下,玉米产量和效益均以D2密度下最高,该密度下两年的玉米平均产量较D1和D3密度下分别提高了8.1%和5.3%,效益分别提高了10.3%和9.4%。在这3个密度下,玉米产量均随施钾量的增加而增加。D1密度下,当K₂O量≥90 kg/hm2时,产量和效益的增幅不再明显;而D2和D3密度下,当K₂O量≥120 kg/hm2 时,产量和效益增幅不再明显。随施钾量的增加,不同种植密度下钾素吸收利用率、农学利用率和偏生产力均呈下降趋势,但同一钾量下的钾素利用率均以D2密度下的处理最高。种植密度和施钾量对玉米吐丝前后氮、磷、钾素累积量有显著的交互作用,D2K3处理促进了吐丝前氮、磷、钾养分的积累及向籽粒的转运,提高了吐丝后氮、磷、钾同化量及对籽粒的贡献率,进而提高了籽粒氮、磷、钾积累量。相关分析结果表明,玉米吐丝前后氮、磷、钾素积累量与籽粒产量均呈极显著正相关(r=0.636～0.971),其中吐丝后的相关性高于吐丝前。  【结论】  在东北半干旱区,滴灌水肥一体化条件下,密度和钾肥互作显著影响玉米产量、养分吸收、转运和钾素利用率。最佳密度和施钾量组合是75000 株/hm2配合K₂O 120 kg/hm2。     

基于GIS的河南省不同区域小麦氮磷钾推荐量与施肥配方

[目的]河南省是我国小麦种植大省,明确河南省不同区域小麦氮、磷、钾肥推荐用量,建立施肥配方图,对于当地小麦配方肥生产与合理施肥具有重要意义.[方法]河南省按照地理条件划分为平原适宜区、稻麦轮作区、南部盆地区、中部丘陵区、西部山地区5个区域.本研究共收集了2829组小麦田间试验和83.71万组土壤养分数据(1247组"3...     

适宜施氮量提高棉花氮磷钾养分积累和皮棉产量

  【目的】  棉花是喜磷喜钾作物,适宜的施氮量不仅可以保证棉花的营养生长,还会促进磷、钾的吸收。为此我们研究了中熟和中早熟棉花品种的适宜施氮量。  【方法】  田间试验于2019—2020年在河南安阳开展。试验采用裂区设计,主区设7个施氮量:0、60、120、180、240、300、360 kg/hm2,依次记为N0、N60、N120、N180、N240、N300、N360;副区为黄河流域两个主栽棉花品种冀棉228 (中熟)和鲁棉研28号(中早熟)。在棉花采收期,测定了棉花地上部生物量、产量及氮、磷、钾含量,计算氮、磷、钾累积量和皮棉生产效率。  【结果】  与N0相比,中熟品种冀棉228地上部生物量在施氮0～240 kg/hm2范围内,随施氮量的增加显著增加,施氮量超过240 kg/hm2后生物量不再显著增加;而中早熟品种鲁棉研28号地上部生物量在施氮量超过180 kg/hm2后,就不再显著增加。施氮显著增加了冀棉228和鲁棉研28号地上部的氮、磷、钾累积量,冀棉228分别增加了37.5%、23.5%、29.2%,鲁棉研28号分别增加了47.2%、34.0%、35.5%。鲁棉研28号提高的幅度大于冀棉228。棉花氮、磷、钾积累量的增加65.9%～82.4%是由于地上部生物量的增加,17.6%～34.1%是由于地上部氮、磷、钾含量的增加。冀棉228的单株成铃数和鲁棉研28号的单铃重均随着施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,通过线性加平台模拟得到的两个品种的最高产量施氮量分别为180和188 kg/hm2,对应的皮棉产量分别为1661和1538 kg/hm2。氮、磷、钾皮棉生产效率均随施氮量增加而显著降低。磷素、钾素皮棉生产效率与氮素皮棉生产效率呈正相关。产量收获指数与氮、磷、钾的累积量显著负相关,而与氮、磷、钾收获指数间呈显著正相关,可作为肥料利用效率的间接选择指标。  【结论】  适宜的施氮量可有效提高棉花地上部生物量和氮、磷、钾含量,二者的增加共同提高了棉铃和地上部的氮磷钾累积量,生物量增加对提高氮磷钾积累量的贡献率为65.9%～82.4%,氮、磷、钾含量增加的贡献率为17.6%～34.1%。氮素皮棉生产效率与磷素、钾素的皮棉生产效率呈正相关。综上,氮素吸收可促进棉花对磷、钾素的吸收,本试验条件下,冀棉228和鲁棉研28号皮棉产量和氮磷钾吸收利用率均较高的施氮量分别为180和188 kg/hm2。     

不同氮肥类型和用量对小麦产量和加工品质的影响

  【目的】   分析不同用量有机肥氮和化肥氮对小麦籽粒产量和品质的影响,为提升小麦品质提供科学施肥依据。   【方法】   不同氮肥类型长期定位试验位于山东陵县,始于2006年。肥料分为有机肥氮和化肥氮两大类,用量均设定为0、60、120、180、240、300、360、420、500、600 kg/hm2。2018年取样测定小麦产量和籽粒品质指标,运用多元统计分析方法评价了长期施用不同量有机肥氮和化肥氮对济麦22产量和品质的影响。   【结果】   氮肥类型对小麦籽粒容重、出粉率两个磨粉品质指标无显著影响,氮肥用量对籽粒容重、出粉率影响显著,施氮量越高,容重越低,出粉率越高。氮肥类型和用量对营养品质和加工品质影响显著。施氮量低于300 kg/hm2时,有机肥氮处理小麦的蛋白质含量、沉淀值、湿面筋含量、面团吸水率、面团形成时间均小于化肥氮处理;施氮量高于300 kg/hm2,有机肥氮和化肥氮处理的小麦品质指标差异较小。相关性分析表明,蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值与大多数品质指标存在显著的相关性。主成分分析表明,蛋白质含量因子对品质变异的贡献率为57%,显著大于其他主成分因子。品质指标综合分析表明,无论有机肥氮还是化肥氮,施氮量越大品质综合得分越高,相同施氮量下化肥氮处理小麦的品质综合得分大于有机肥氮处理,且施氮量越大差距越小。综合产量和籽粒品质的聚类分析表明,19个施肥处理可分为4类:第一类为不施氮和施有机肥氮60 kg/hm2 处理,为低产低质型;第二类为有机肥氮120 kg/hm2和化肥氮60 kg/hm2处理,为低产中质型;第三类为有机肥氮180、240 kg/hm2和化肥氮120 kg/hm2处理,为中产中质型;第四类为有机肥氮 ≥ 300 kg/hm2和化肥氮 ≥ 180 kg/hm2的处理,为高产高质型。   【结论】   氮肥类型对小麦籽粒产量和品质的影响与用量有关,有机肥氮低于300 kg/hm2或化肥氮低于180 kg/hm2,产量和品质均较差,且有机肥氮处理的小麦产量和籽粒品质低于化肥氮处理,有机肥氮用量 ≥ 300 kg/hm2或化肥氮用量 ≥ 180 kg/hm2时,可确保高产优质。